一、     組合機(jī)床的控制

兩工位鉆孔、攻絲組合機(jī)床，能自動(dòng)完成工件的鉆孔和攻絲加工，自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)效率高。兩工位鉆孔、攻絲組合機(jī)床如圖2-1所示。

圖2-1  兩工位鉆孔、攻絲組合機(jī)床示意圖

機(jī)床主要由床身、移動(dòng)工作臺(tái)、夾具、鉆孔滑臺(tái)、鉆孔動(dòng)力頭、攻絲滑臺(tái)、攻絲動(dòng)力頭、滑臺(tái)移動(dòng)控制凸輪和液壓系統(tǒng)等組成。

移動(dòng)工作臺(tái)和夾具用以完成工件的移動(dòng)和夾緊，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工。鉆孔滑臺(tái)和鉆孔動(dòng)力頭，用以實(shí)現(xiàn)鉆孔加工量的調(diào)整和鉆孔加工。攻絲滑臺(tái)和攻絲動(dòng)力頭，用以實(shí)現(xiàn)攻絲加工量的調(diào)整和攻絲加工。工作臺(tái)的移動(dòng)（左移、右移），夾具的夾緊、放松，鉆孔滑臺(tái)和攻絲滑臺(tái)的移動(dòng)（前移、后移），均由液壓系統(tǒng)控制。其中兩個(gè)滑臺(tái)移動(dòng)的液壓系統(tǒng)由滑臺(tái)移動(dòng)控制凸輪來(lái)控制，工作臺(tái)的移動(dòng)和夾具的夾緊與放松由電磁閥控制。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，工作臺(tái)的移動(dòng)和滑臺(tái)的移動(dòng)應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定的時(shí)序同步進(jìn)行，兩種運(yùn)動(dòng)密切配合，以提高生產(chǎn)效率。

二、       控制要求

系統(tǒng)通電，自動(dòng)起動(dòng)液壓泵電動(dòng)機(jī)M1。若機(jī)床各部分在原位（工作臺(tái)在鉆孔工位SQ1動(dòng)作，鉆孔滑臺(tái)在原位SQ2動(dòng)作，攻絲滑臺(tái)在原位SQ3動(dòng)作），并且液壓系統(tǒng)壓力正常，壓力繼電器PV動(dòng)作，原位指示燈HL1亮。

將工件放在工作臺(tái)上，按下起動(dòng)按鈕SB，夾緊電磁閥YV1得電，液壓系統(tǒng)控制夾具將工件夾緊，與此同時(shí)控制凸輪電動(dòng)機(jī)M2得電運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)夾緊限位SQ4動(dòng)作后，表明工件已被夾緊。

起動(dòng)鉆孔動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)M3，且由于凸輪電動(dòng)機(jī)M2運(yùn)轉(zhuǎn)，控制凸輪控制相應(yīng)的液壓閥使鉆孔滑臺(tái)前移，進(jìn)行鉆孔加工。當(dāng)鉆孔滑臺(tái)到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，鉆孔滑臺(tái)自動(dòng)后退，到原位時(shí)停，M3同時(shí)停止。

等到鉆孔滑臺(tái)回到原位后，工作臺(tái)右移電磁閥YV2得電，液壓系統(tǒng)使工作臺(tái)右移，當(dāng)工作臺(tái)到攻絲工位時(shí)，限位開(kāi)關(guān)SQ6動(dòng)作，工作臺(tái)停止。起動(dòng)攻絲動(dòng)力頭電機(jī)M4正轉(zhuǎn)，攻絲滑臺(tái)開(kāi)始前移，進(jìn)行攻絲加工，當(dāng)攻絲滑臺(tái)到終點(diǎn)時(shí)（終點(diǎn)限位SQ7動(dòng)作），制動(dòng)電磁鐵DL得電，攻絲動(dòng)力頭制動(dòng)，0.3s后攻絲動(dòng)力頭電機(jī)M4反轉(zhuǎn)，同時(shí)攻絲滑臺(tái)由控制凸輪控制使其自動(dòng)后退。

當(dāng)攻絲滑臺(tái)后退到原位時(shí)，攻絲動(dòng)力頭電機(jī)M4停，凸輪正好運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)周期，凸輪電機(jī)M2停，延時(shí)3s后左移電磁閥YV3得電，工作臺(tái)左移，到鉆孔工位時(shí)停。放松電磁閥YV4得電，放松工件，放松限位SQ8動(dòng)作后，停止放松。原位指示燈亮，取下工件，加工過(guò)程完成。

兩個(gè)滑臺(tái)的移動(dòng)，是通過(guò)控制凸輪來(lái)控制滑臺(tái)移動(dòng)液壓系統(tǒng)的液壓閥實(shí)現(xiàn)的，電氣系統(tǒng)不參與，只需起動(dòng)控制凸輪電機(jī)M2即可。

在加工過(guò)程中，應(yīng)起動(dòng)冷卻泵電機(jī)M5，供給冷卻液。

三、    I/O分配

輸入                                                       輸出

壓力檢測(cè)PV              I0.0               制動(dòng)DL                                         Q0.0

鉆孔工位限位SQ1     I0.1                液壓泵電機(jī)MI（KM1）                  Q0.1

鉆孔滑臺(tái)原位SQ2     I0.2                凸輪電機(jī)M2（KM2）                     Q0.2

攻絲滑臺(tái)原位SQ3     I0.3                鉆孔動(dòng)力頭電機(jī)M3（KM3）           Q0.3

夾緊限位SQ4           I0.4                 冷卻泵電機(jī)M5（KM6）                 Q0.4

鉆孔滑臺(tái)終點(diǎn)SQ5        I0.5             攻絲動(dòng)力頭電機(jī)M4正轉(zhuǎn)（KM4）    Q0.5

攻絲工位SQ6              I0.6              攻絲動(dòng)力頭電機(jī)M4反轉(zhuǎn)（KM5）   Q0.6

攻絲滑臺(tái)終點(diǎn)SQ7       I0.7              夾緊電磁閥YV1                             Q0.7

放松限位SQ8              I1.0              工作臺(tái)右移電磁閥YV2                   Q1.0 

起動(dòng)按鈕SB               I1.1              工作臺(tái)左移電磁閥YV3                    Q1.1

自動(dòng)、手動(dòng)選擇SA       I1.2              放松電磁閥YV4                            Q1.2

液壓泵手動(dòng)SB1                              原點(diǎn)指示HL1                                Q1.3

凸輪電機(jī)手動(dòng)SB2                           自動(dòng)指示HL2                                Q1.4

鉆孔手動(dòng)SB3                                 手動(dòng)指示HL3                                Q1.5

手動(dòng)攻絲正轉(zhuǎn)SB4                          手動(dòng)電源                                       Q1.6

手動(dòng)攻絲反轉(zhuǎn)SB5              

冷卻泵手動(dòng)SB6

手動(dòng)夾緊SB7

手動(dòng)右移SB8

手動(dòng)左移SB9

手動(dòng)放松SB10

四、    程序設(shè)計(jì)

由加工工藝要求可知，其為順序控制過(guò)程，其功能流程圖如圖3-2所示?？紤]具體情況，在設(shè)置自動(dòng)順序循環(huán)控制的同時(shí)，也設(shè)置了手動(dòng)控制，在驅(qū)動(dòng)回路中接入轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。自動(dòng)順序循環(huán)控制和手動(dòng)控制的轉(zhuǎn)換程序如圖3-1所示。外部接線圖如圖3-3所示。梯形圖如圖3-4所示。

在程序設(shè)計(jì)時(shí)須注意：攻絲動(dòng)力頭M4正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)之間的互鎖。

圖3-1  自動(dòng)順序循環(huán)控制和手動(dòng)控制的轉(zhuǎn)換程序

圖3-3  外部接線圖

五、    程序的調(diào)試和運(yùn)行

輸入程序編譯無(wú)誤后，按組合機(jī)床工藝要求調(diào)試程序，并將結(jié)果填入表4-2中。

表4-2  組合機(jī)床程序調(diào)試結(jié)果

六、 梯形圖設(shè)計(jì)（見(jiàn)附圖）

梯形圖的設(shè)計(jì)整體反映了編者的思想，使我們更清楚的理解程序的作用及用途，它是由狀態(tài)圖進(jìn)一步轉(zhuǎn)化而來(lái)，結(jié)合PLC控制將會(huì)使程序淺顯易懂，以下便是該設(shè)計(jì)的梯形圖：

原理：系統(tǒng)通電后，初始步S0激活,當(dāng)原位工作臺(tái)在原位, 鉆孔滑臺(tái)在原位,攻絲滑臺(tái)在原位(即SQ1 、SQ2 、SQ3動(dòng)作)時(shí)，進(jìn)入S20步，自動(dòng)啟動(dòng)液壓泵電機(jī)M1。

將要加工的工件放到工作臺(tái)上，同時(shí)按下啟動(dòng)按鈕，進(jìn)入S21步，夾緊電磁閥得電，液壓系統(tǒng)控制夾具將待加工工具夾緊；緊接著進(jìn)入S22步，凸輪電機(jī)M2得電運(yùn)轉(zhuǎn)，在夾緊限位X004開(kāi)始動(dòng)作時(shí)即表明工件已經(jīng)被夾緊。

工件被夾緊后進(jìn)入S23步，鉆孔動(dòng)力頭電機(jī)M3啟動(dòng)，且由于凸輪電機(jī)M2運(yùn)轉(zhuǎn)使鉆孔滑臺(tái)前移，進(jìn)行鉆孔加工。當(dāng)SQ5動(dòng)作時(shí)即表明鉆孔滑臺(tái)已達(dá)到終點(diǎn)，此時(shí)進(jìn)入S24步，鉆孔滑臺(tái)將自動(dòng)后退，到原位時(shí)停，M3同時(shí)停止。

等到鉆孔滑臺(tái)回到原位后，進(jìn)入S25步，電磁閥YV2得電，液壓系統(tǒng)使工作臺(tái)右移，當(dāng)，限位開(kāi)關(guān)SQ6動(dòng)作時(shí)表明工作臺(tái)到攻絲工位，此時(shí)工作臺(tái)應(yīng)停止運(yùn)動(dòng)。接著進(jìn)入S26步，啟動(dòng)電機(jī)M4正轉(zhuǎn)，攻絲滑臺(tái)開(kāi)始前移，進(jìn)行攻絲加工，當(dāng)攻終點(diǎn)限位SQ7動(dòng)作時(shí)，制動(dòng)電磁閥DL得電，攻絲動(dòng)力頭制動(dòng)，進(jìn)入S27步同時(shí)計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作，0.3S后進(jìn)入S28步，攻絲動(dòng)力頭電機(jī)M4反轉(zhuǎn)，同時(shí)攻絲滑臺(tái)將自動(dòng)后退。

攻絲滑臺(tái)后退到原位后，凸輪電機(jī)M2停，進(jìn)入S29步，延時(shí)3S后即進(jìn)入S30步，左移電磁閥YV3得電，工件臺(tái)左移直至到鉆孔工位時(shí)停。放松電磁閥得電后放松工件，放松限位動(dòng)作后，停止放松。原位指示燈亮?xí)r即可取下工件，整個(gè)加工過(guò)程到此完成。